Influência do Tamanho das Partículas e Acoplamento Polímero−Reforço na Transição de Vidro Viscoelástico para Borracha de Polímeros Reforçados com Partículas

A transição de amolecimento de vidro para borracha viscoelástica é analisada para vários polímeros entrelaçados reforçados com partículas de enchimento. Descobrimos que o pico do módulo de perda correspondente ao processo de relaxação segmentar (transição do vidro) não é significativamente afetado pela área de superfície das partículas em poli-butadieno preenchido com negro de carbono ou pelo acoplamento químico de silano de poli(estireno-co-butadieno) com sílica. Grandes diferenças na forma e magnitude do pico na tangente de perda (tan δ) versus temperatura são observadas para esses materiais; no entanto, isso se deve a variações no módulo de armazenamento em pequenas deformações no estado borrachento, que é influenciado pela natureza da rede de enchimentos comprimidos. O uso de um modelo simples de relaxação demonstra essa característica da transição de vidro viscoelástico em borracha preenchida. Não é necessário invocar conceitos que envolvem uma camada de polímero restringido em mobilidade próxima às superfícies de enchimento para explicar os resultados viscoelásticos. A microscopia de força atômica realizada com uma ponta de tungstênio ultra-afiada indica que pode haver algum endurecimento do elastômero nas proximidades das partículas de enchimento, mas isso não se traduz em um efeito apreciável na dinâmica segmentar desses materiais.